Wenn Fahrzeuge direkt miteinander sprechen
von Henning Gajek
Intelligentes, also energiesparendes und sicheres Fahren ist immer vorausschauendes Fahren. Um den Fahrer bei der Vorausschau zu unterstützen, ist in den Autos schon heute eine Unmenge an Sensoren im Fahrzeug eingebaut, welche die Sicherheit, den Komfort und die Effizienz der Fahrzeuge erhöhen sollen. Was den Sensoren fehlt ist eine "Glaskugel". Wie wird die Straße 2-3km weiter vorne aussehen, schert der Fahrer auf der rechten Spur gleich aus, ohne sich umzuschauen?
Die mögliche Lösung: Car-to-X-Kommunikation. Sie erweitert diesen Horizont und lässt den Fahrer zukünftig auch über weite Distanzen, in verdeckte Bereiche und sogar um mehrere Ecken sehen.
Car-to-X-Kommunikation bedeutet, dass Fahrzeuge und die Infrastruktur (intelligente Straßen, Verkehrszeichen oder Verkehrsampeln) elektronisch miteinander vernetzt werden und ihre Informationen direkt untereiander austauschen.
Ein Beispiel: Eine Verkehrsampel funkt an alle Autos, die auf Sie zu fahren, daß sie rot ist. Die Bahnschranke teilt mit, daß sie gerade geschlossen ist, die Wander-Baustelle auf der Autobahn funkt allen Verkehrsteilnehmern eine Warnung. Autos warnen sich gegenseitig: Hörmal, da vorne ist ein Stau. Hörmal, da vorne ist die Straße nass oder glatt, hinter der nächsten Kurve wird es echt neblig. Im Waldstück habe ich eben zwei Rehe gesehen, pass mal auf, ob die noch da sind. Car-to-X ist demnach ein umfassendes Nachrichtennetzwerk, an dem jeder Verkehrsteilnehmer beteiligt sein kann.
Technisch basiert die Car-to-X-Kommunikation auf Funkverbindungen, sei es über WLAN/WiFi oder den Mobilfunk in GSM, UMTS oder LTE-Technik. Die bisherige Standard-Automotive-Applikation für Car-to-X-Kommunikation verwendet eine schnelle WLAN-Verbindung, die aus dem WLAN-Standard IEEE802.11p bzw. G5A abgeleitet ist und eine Kommunikation in Echtzeit ermöglicht. Das Protokoll ist dabei so aufgebaut, dass viele Teilnehmer gleichzeitig ungestört miteinander kommunizieren können. Zudem werden die Mobilfunknetze immer leistungsfähiger, ihre Bandbreiten höher und Verzögerungen in der Datenübertragung – die sogenannten Ping- oder Latenzzeiten – immer geringer. Dadurch spielen sie für die Car-to-X-Kommunikation eine zunehmend wichtigere Rolle, beispielsweise als Ergänzung zur direkten Kommunikation über WLAN.
Vernetzung bringt Mehrwert
Die Vernetzung der Fahrzeuge ist nicht ganz neu. Der Hersteller BMW begann unter dem Begriff "ConnectedDrive" schon in den 1990er Jahren Infotainment-Anwendungen zu vernetzen. Seit einigen Jahren rücken vernetzte Komfort- und vor allem Sicherheitsfunktionen immer mehr in den Vordergrund- Car-to-X-Kommunikation eröffnet hier völlig neue Perspektiven: Im Falle einer Gefahr ermöglicht die weitreichende Vernetzung der Fahrzeuge untereinander, nachfolgende und entgegenkommende Verkehrsteilnehmer frühzeitig über potenzielle Gefahren zu informieren, sodass diese rechtzeitig und angemessen reagieren können. Es müssen nicht immer Warnungen sein.
Infrastrukturdaten wie beispielsweise Ampelschaltungen erlauben es dem Fahrer etwas "langsamer" zu fahren, damit er die "grüne Welle" erreichen kann. Er ist damit sogar effizienter unterwegs, kann also die Emissionen seines Fahrzeugs deutlich reduzieren. Die Technologie liefert Antworten auf die Fragen des intelligenten Energiemanagements wie auf die einer präventiven Sicherheit und damit der Vermeidung von Unfällen.
„Je mehr Informationen ich über den weiteren Fahrtverlauf habe, also wenn ich beispielsweise vorher weiß, wie die Ampeln geschaltet sind oder dass vor mir gerade ein Auffahrunfall geschehen ist, kann ich darauf reagieren, entspannter fahren, die gefährliche Situation entschärfen oder sie gar nicht erst entstehen lassen“ davon ist Karl-Ernst Steinberg, der Leiter Informations- und Kommunikationstechnologien bei der BMW Group Forschung und Technik überzeugt.
In Kombination mit bereits vorhandenen Sensoren am Fahrzeug bildet die Car-to-X-Kommunikation eine wichtige Grundlage und Erweiterung für zahlreiche zukünftige Fahrerassistenz- und auch Fahrerinformationssysteme.Im Zusammenspiel mit dem Fahrer entsteht ein äußerst leistungsfähiges System, um jederzeit sicher und effizient ans Ziel zu gelangen.
Auch Motorräder funken mit.
Motorräder sind schnelle Verkehrsteilnehmer, die viele Autofahrer nur schwer oder falsch einschätzen können. Der Hersteller BMW, der bekanntlich in beiden Klassen unterwegs ist, ergriff die Gelgenheit, Motorräder in das Konzept einzubeziehen. Doch auch Zweiräder mit Muskelkraft gehören dazu. Die Elektronik könnte im Fahrradrahmen verbaut sein oder der Radfahrer trägt sie in seiner Kleidung integriert, denn jeder Radfahrer kann im nächsten Moment auch Fußgänger sein.
Ein Fußgänger, der die Straße überquert, funkt also ein "Warnsignal" an den entgegenkommenden Autofahrer, ein Radfahrer, der bei schlechtem Wetter mit schlechter Beleuchtung unterwegs ist, sendet Informationen an schneller Autos und umgekehrt.
Die Informationen können dem Fahrer optisch oder akkustisch mitgeteilt werden oder wenn die Zeit nicht reicht, auch in konkrete Reaktionen des Fahrzeugs umgesetzt werden, etwa durch eine kontrollierte Bremsung.
Die Informationen sind immer nützlich. Bestimmte Situationen, wie beispielsweise Nebel, rutschige Straßen oder starke Niederschläge sind für Motorradfahrer deutlich gefährlicher als für Autofahrer. Aufgrund ihrer schlanken Silhouette werden Motorräder oder Fahrräder leichter übersehen.
Da kann es Motorradfahrern sehr helfen, wenn sie frühzeitig auf besondere Situationen hingewiesen werden. Oft kommt dabei den Autos trotzdem ein bedeutende Rolle zu: Sie fungieren quasi als Absender der Warnung: So kann beispielsweise die Aktivierung der Nebelscheinwerfer, der höchsten Scheibenwischerstufe oder das Eingreifen des DSC im Auto bei normaler Fahrt ein Hinweis auf widrige Umstände an einer bestimmten Stelle sein. Das Motorrad erhält eine Kopie dieser Informationen, der Fahrer ist dann bestens und schnell informiert.
Car-to-X-Forschungsarbeit nur im Verbund wertvoll.
Die Car-to-X-Kommunikation ist hersteller- und markenübergreifend. Gerade in diesem Bereich ist es wichtig, dass möglichst viele Fahrzeughersteller am gleichen Strang ziehen. So war die BMW Group als einer der ersten Automobilhersteller von Beginn an am „Car-2-Car-Communication-Consortium“ beteiligt. Dieses von mehreren europäischen Automobilherstellern im Jahre 2003 gegründete Konsortium forscht seitdem an Nutzungsmöglichkeiten sowie einer länderübergreifenden Vernetzung von Fahrzeugen und Infrastruktur über einen einheitlichen Standard. Im "Car-to-Car" Konsortium sind alle namhaften Automobil- und Zubehörhersteller vertreten. Wir lesen Namen wie Audi, BMW, Daimler, FIAT, Honda, Opel, PSA (Peugeot-Citroen), Volkswagen und Volvo und beim Zubehör Atos, Bosch oder Continental, Hitachi oder NEC um nur einige zu nennen.
Masse bringe Klasse
Das volle Potenzial kann diese Technologie erst in der Masse bringen: Je mehr Fahrzeuge vernetzt sind, desto mehr Daten können bereitgestellt sowie genutzt werden und desto mehr Sicherheit kann gewährleistet werden.
Und der Datenschutz?
Bei Car-to-X ist völlig uninteressant, ob Herr Müller oder Frau Meier mit oder ohne Beifahrer die B45 oder A46 entlang gleiten, ob Herr Huber sein neues Super-Motorrad ausprobieren will. Es reicht zu wissen, da vorne in der schmierigen Kurve ist Nebel und dort werden sich gleich eine Mittelklasse-Limousine und ein schickes Motorrad begegnen.
Praktischer Versuch: SIM TD
Als Handyfan wissen Sie sicher, was eine SIM ist. Bei "simTD" sind auch SIM-Karten im Spiel, aber "simTD" steht hier für "Sichere Intelligente Mobilität – Testfeld Deutschland". Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, die Funktionalität, Alltagstauglichkeit und Wirksamkeit von Car-to-X-Kommunikation erstmalig unter realen Bedingungen zu erproben. Das Projekt simTD setzt die Ergebnisse vorausgegangener Forschungsprojekte in praktische Anwendungen um. Dazu werden realitätsnahe Verkehrsszenarien in einer großflächigen Testfeld-Infrastruktur rund um die hessische Metropole Frankfurt konkret ausprobiert. Dabei interessiert vor allen Dingen, wie die politischen, wirtschaftlichen und technologischen Rahmenbedingungen für eine erfolgreiche Einführung der Fahrzeug-zu-Fahrzeug- und Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Vernetzung in der Praxis aussehen können.
Dazu haben sich zahlreiche Unternehmen der Automobil- und Telekommunikationsbranche, die hessische Landesregierung sowie namhafte Universitäten und Forschungsinstitute als Partner zusammengefunden. Das ganze wird von den Ministerien für Wirtschaft und Technologie, Bildung und Forschung sowie Verkehr, Bau und Stadtentwicklung unterstüzt.
Nach intensiver, dreijähriger Forschungsarbeit wurde die Grundlage für den weltweit größten Feldversuch zur Car-to-X Kommunikation auf bundesdeutschen Straßen geschaffen. Nach dem Start im September 2008 präsentierte das Projektkonsortium simTD am 11. Oktober 2011 in einer Zwischenpräsentation in Friedberg, Hessen, die ersten Ergebnisse dieses Feldversuchs zur Car-to-X-Kommunikation.
Nach langer Vorbereitung soll es nun richtig Ernst werden: Ab dem Frühjahr 2012 werden rund 120 Fahrzeuge im Rhein-Main-Gebiet die neue Technologie im realen Straßenverkehr ausprobieren.